掘进工作面防治煤与瓦斯突出技术探索

訾伟

摘  要：煤巷掘进过程中常发的瓦斯灾害事故中，以煤与瓦斯突出事故的破坏性最为严重，也是矿井灾害事故防治的重点。该文从煤与瓦斯突出防治原则出发，对控制煤与瓦斯突出的技术措施进行探讨，为矿井有效防治煤与瓦斯突出提供借鉴。

关键词：掘进工作面;煤与瓦斯突出;防治技术

引言      随着我国煤矿开采深度的逐渐增大，瓦斯突出的现象也逐渐增多，部分低瓦斯矿井也逐渐变成高瓦斯矿井甚至瓦斯突出矿井。瓦斯突出的现象在高瓦斯矿井煤巷掘进过程中表现的尤为突出，给矿井的安全生产带来了极大的威胁。 国内外煤与瓦斯突出矿井为有效地控制煤与瓦斯突出事故，先后探索应用了多种防治措施。近些年来，煤与瓦斯突出矿井广泛应用“四位一体”综合防突措施，一定程度上防止了煤与瓦斯突出事故的发生。但随着矿井开采深度的逐渐加大，煤层瓦斯含量和瓦斯压力也随之升高，煤体受地应力和构造应力的作用更为明显，煤与瓦斯突出的防治难度不断增大，因此，进一步探索煤巷掘进工作面的防突措施，对矿井的安全生产有着重要的现实意义。

一、煤与瓦斯突出防治原则

1.卸除煤体压力原则

部分卸除掘进工作面前方煤体的应力，将集中应力区转移到煤体深部，从而增加卸压带宽度，增强煤体的抗突能力。煤与瓦斯突出矿井应用该原则，采取的防突措施主要有打超前排放钻孔、开卸压槽等措施。

2.降低瓦斯压力原则

部分排放掘进工作面前方煤体中的瓦斯，降低瓦斯压力，从而有效降低突出概率。煤与瓦斯突出矿井应用该原则，采取的防突措施主要有超前排放钻孔、边掘边抽等措施。

3.改变煤体性质原则

通过改变煤体物理性质，增强煤体稳定性，提高煤体抗突能力。例如，采取煤层注水措施后，可以降低煤体弹性，降低煤层瓦斯放散的初速度，使突出不易发生。煤与瓦斯突出矿井可以通过金属骨架、马丽散等方式加固煤体，因为煤体稳定性越高，其抗突能力越强，可以采取低压湿润、中高压注水等措施来达到这一效果。

4.改变采掘工艺条件原则

通过采用水平分层开采、间歇作业等工艺，降低采掘工作面前方煤体的应力和瓦斯压力，实现煤体排放瓦斯和自我卸压的目的。其中，排放瓦斯和自我卸压是降低发生突出的原动力，是解决煤与瓦斯突出最根本的办法。

二、具体应用工作面概况

潘二煤矿某工作面属于矿井“三带划分”中的突出危险区，所采煤层属于“三软”不稳定煤层，煤层瓦斯含量大，透气性差，工作面形成之后，施工抽采巷期间瓦斯含量高、压力大，有时出现喷孔、夹钻现象，且正常掘进期间瓦斯浓度经常处于临界值状态，严重制约了抽采巷施工进度和接替计划，影响了正常生产。根据实际情况，顺槽施工期间采用了一系列防突技术措施：超前顺层预抽，浅孔预抽、煤层注水、深孔卸压，这些措施大大降低了掘进期间的瓦斯涌出量和瓦斯压力，保证了第三抽采巷按期按量的完成。下面对这些措施介绍如下。 1.具体防突技术措施

（1）瓦斯抽采量预计

为有效保障瓦斯的抽采效果，现对掘进工作面的瓦斯抽采量进行有效预测。进行区域模块降量瓦斯抽采时，其瓦斯抽采量预测参考邻近或者矿井，掘进工作面的瓦斯抽采量具有一定的参考意义。

（2）顺层预抽 巷道抽门施工前从上副巷巷道下帮垂直上副巷向下施工预抽钻孔，超前控制抽采巷轮廓线外8m 范围，每隔1.8m 布置高低2个孔，孔深为20m，高孔距底为1.5m，坡度与抽门联巷平行; 底孔距底1m，坡度向下与高孔夹角2°。 （3）巷旁钻场超前抽放

巷道掘进过程中，在巷道兩帮每隔50m施工一组钻场，钻场深5m，倾角75°，且两帮交替布置，采用锚网支护。每个钻场布置12个钻孔，孔深60m，孔径不小于79mm。值得注意的是，如果钻孔位于巷道卸压区，那么抽放效果很不明显，为了充分利用钻场，控制靠近巷帮的钻孔离巷道轮廓线1.5m以上。

（4）钻墙边掘边抽

在对煤巷进行掘进时，涌出的瓦斯主要来源于煤壁，而该技术主要是在卸压带内布置抽采的钻孔，将其形状设置成扇形，进而将涌出的瓦斯阻隔，该屏障被成为钻墙。与此同时，使用瓦斯抽采系统将钻墙阻挡的瓦斯抽出，以此来达到减少瓦斯的目的。该技术目前已经应用到了我国的大部分地区，同时经过在实践过程中不断地优化，也取得了良好的效果。

（5）浅孔排放

在深孔卸压和巷旁钻场抽放的基础上，巷道掘进过程中在迎头布置深度为8m的浅孔进行瓦斯释放。浅孔直径不小于79mm，钻孔的间排距为800mm×800mm，钻孔倾角要保证钻孔超前迎头5m以上，以确保掘进工作面前方煤体内的瓦斯得到充分的释放。

（6）中高压注水

中高压注水措施是利用煤、水、瓦斯三者之间的相互作用关系，一是防止煤层中吸附瓦斯向游离瓦斯的转换，降低了作业过程中瓦斯的涌出量;二是部分卸除采掘工作面前方煤体的应力，破坏瓦斯突出的条件。在实际应用过程中，该措施具有操作简单、安全高效的优点，只要在掘进工作面提前打好施工钻孔，装入煤层注水器后，施工人员便可以远离施工现场进行远距离操作。煤层注水后，不仅能起到降尘效果，同时还可以降低瓦斯放散初速度，有效防治煤与瓦斯突出。

2.效果检验

对煤壁的瓦斯涌出效果进行判定时，可以利用在具体的掘进期间，风排瓦斯量以及回风流瓦斯浓度作为判断的标准进行评判。通过对之前的方案进行检测，可得出在具体的掘进过程中，其回风流的瓦斯体积接近0.90%，而风排瓦斯量的值为0.70-2.05m3/min，平均值的为1.33m3/min，而使用综合防突技术后，对其进行掘进回风流的瓦斯体积为0.34%，具体的风排瓦斯量为0.35-1.02m3/min，平均值的为0.68m3/min。其相较之前下降了48.9%，因此说明了使用该技术进行掘进，其具体的效果显著。

三、   结语

总体来说，矿井掘进过程中的煤与瓦斯突出的防治，得到了越来越多的重视。面对更加多样化的影响因素，要采取更加多样化和针对性的措施来进行处理和防治，来更好地提高安全掘进效果。

参考文献：

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